虚拟仪器(Virtual instrument)的概念于二十世纪八十年代中期提出，经过20多年的发展，其应用领域不断扩大，在教学实验、电子测量、分析测试、工业过程控制等领域逐步代替了部分的传统仪器。论文所选课题为“基于USB接口的虚拟频谱分析仪实现”，来源于陕西省西安市科委科研攻关项目“基于USB接口的虚拟化系统研究”。课题的目的在于开发出一种高性价比的频谱分析仪。系统设计以USB2.0接口芯片CY7C68013为核心，在不加外存储器的情况下，实现了外设数据到主机的大批量实时传送，解决了其它接口总线大数据量实时传输的瓶颈问题。此外，利用QUARTUSII设计仿真软件对双通道同时采集和传送以及双通道频率测量电路进行了仿真验证，实现了双通道信号的同步采集、传送和测频。并在WIN2000环境下，独立开发了专用的设备驱动和下载驱动程序，用LabWindows／CVI软件开发了类似于传统仪器但比传统仪器更灵活，功能更强大的应用程序，实现了信号的多种分析和处理。在上述工作的基础上，本文还结合国内外医学仪器的发展现状，创新性地提出了虚拟频谱分析仪应用于生物电信号的分析和处理，并以心电信号为研究对象，在该仪器平台上进行了相关的时域分析和频域分析。该频谱分析仪有效采样速率为1MHz，分辨率为12bit，可以实现双通道信号的长时间不间断的实时采集，并在此基础上实现了多种时域和频域分析算法，可以广泛应用于医学信号处理、信号采集分析、工艺过程控制等领域。